Exkurze do proterozoika a paleozoika Železných hor a jejich permského a křídového platformního pokryvu Mapovací kurz – Heřmanův Městec, září 2012 Cílem exkurze je seznámení s hlavními jednotkami železnohorského proterozoika, paleozoika a hornin platformního pokryvu, které tvoří zejména křída, relikty permu u Kraskova a geneticky pestré, ale nepříliš mocné horniny kvartérního stáří. V rámci exkurze budou presentovány na několika lokalitách hlavní litologické znaky jednotlivých jednotek, jejich uložení a deformační a metamorfní stavby. Na základě informací získaných během exkurze je možné sestavit zjednodušený obraz hlavních etap geologického vývoje Železných hor.
Stručný úvod do geologie Železné hory jsou asymetrickou elevací protaženou sz. – jv. směrem, sklánějící se mírně k V a S, pod uloženiny České křídové pánve (ČKP). Strmý západní svah je omezen zlomovým pásmem železnohorského zlomu, podél něhož došlo k výzdvihu Železných hor v období rejuvenace Českého masivu v období od křídy do kvartéru v souvislosti s deformací předpolí alpinského orogénu. Již v době sedimentace cenomanu ČKP byla oblast elevací, kde je na řadě míst zachován původní břežní linie cenomanského moře s pobřežními útesy a erozními kanály, ve kterých jsou zachovány příbojové facie křídy (viz exkurzní lokality Brloh a Chrtníky). Podél tohoto zlomu zaklesl naopak úzký pruh křídy v čáslavské depresi., která transgreduje na velmi silně metamorfované horniny kutnohorského krystalinika a moldanubika, které jsou v této oblasti reprezentovány velmi silně HP-HT metamorfity (granulity, migmatity s budinami eklogitů a vysokotlakých granátických peridotitů). Zlomové pásmo železnohorského zlomu, které je považováno za nejjižnější okraj labské zóny, tedy odděluje dva kontrastní segmenty Českého masivu, spodno a střednokorové komplexy moldanubika a přilehlých jednotek od suprakrustálních hornin tepelsko-barrandienské jednotky (označovaných též jako Bohemikum nebo Central Bohemikum). V oblasti Želených hor bývají obvykle odlišovány: a) úzký pruh biotitických tzv. hustých pararul s vložkami amfibolitů, méně i kvarcitů a vápenců, tzv. podhořanské krystalinikum, který se táhne podél železnohorského zlomu (obr. 1) a patrně je tektonicky oddělen od méně metamorfované části železnohorského proterozoika a paleozoika. Pravděpodobně jde o hlouběji erodované a v granátové zóně metamorfované jednotky Bohemika. Tytéž polohy metadrob a svorů s ms-bt a granátem se patrně opakují sv. od Týnce (exkurzní lokalita 1). Jde patrně opět o tektonickou šupinu, jelikož více metamorfované horniny spočívají v nadloží černých grafitických břidlic s vložkami drobových hornin. b) ohebské krystalinikum, které vystupuje ve střední části Železných hor v plášti železnohorského plutonu. Je tvořeno různými typy šedých a narůžovělých migmatitů a svorů, které jsou pronikány načervenalými ortorulami. U Nehodovky a Spálavy jsou přítomna drobná tělesa silně přeměněných ultrabazik, které se však petrograficky liší od ultrabazik v moldanubiku. Ohebské krystalinikum je metamorfně i litologicky korelovatelné se
svrateckým krystalinikem, které je od železnohorské oblasti odděleno úzkým pruhem hornin hlinské zóny.
c) Slabě metamorfované až nemetamorfované horniny neoproterozoika Železných hor vystupují v jeho sz. části od Týnce nad Labem až do střední části Železných hor (v. od Ronova n. Doubravkou). Jsou budovány horninami chvaletické skupiny, většinou tmavými šedočernými jemnozrnnými břidlicemi až fylity s vložkami drob, které mohou lokálně přecházet až do hrubozrnných konglomerátů s až dm valouny různých typů hornin (drob, křemene, granitoidů a kys i bazických vulkanitů). V tmavých břidlicích byly ložiskové akumulace sulfidických rud (pyritu), které se u Chvaletic v minulosti těžily. Zvýšené jsou i akumulace manganu, vázané na karbonáty. Součástí sledu jsou i polohy spilitů a bazických pyrosklastik, případně spilitových submarinních brekcií (hyaloklastitových láv). V nadloží (? tektonickém) chvaletické skupiny leží sovoluská skupina, která byla Svobodou a Fialou (1956) považována za až eokambrium. Je tvořena různými typy břidlic drob s výraznými polohami tzv. litošických slepenců, které se vyznačují vysokým podílem valounů pocházejících z intruzivních hornin (gabra, ortoruly, granitoidy) – viz. lokal. 3. Svobodou a Fialou (1956) byly tyto itraformační slepence považovány za produkty redepozice ledovcových uloženin podmořskými skluzy v oblasti výnosových kuželů ledovců. Součástí této skupiny jsou vulkanity, které byly popsány řadou prací F. Fialy v šedesátých letech minulého století. Na rozdíl od chvaletické skupiny jsou přítomny vulkanity i intermediální a kyselé a mají také odlišný chemismus od spilitů chvaletické skupiny. Mezi Týncem nad Labem a jižním okolím Chvaletic do hornin chvaletické skupiny intruduje bt metagranit, místy silně deformovaný tzv. chvaletická žula s narůžovělými dras. živci (viz exk. lok. 2)., granity doprovázejí komagmatická tělesa gaber (např. Týnec. – exk. Lok. 1) a leukogranitoidů. Rb-Sr datování Scharbertové 1987 ukazuje, že jde o intruzi nejpravděpodobněji kambro-ordovického stáří.
d) Paleozoikum Železných hor je reprezentováno kambriem, jehož střednokambrické stáří je potvrzeno sporými nálezy trilobitů na vrchu Palác u Heřmanova Městce. Sedimenty kambria bývají označovány jako tzv. senické vrstvy (podle lokality v obci Seník). Tvoří lem proterozoické elevace v severovýchodní části Železných hor. V oblasti Heřmanova Městce se prudce stáčejí v důsledku zvrásnění celé sekvence do směru V-Z (obr. 1). Senické vrstvy tvoří páskované šedozelené a zelené břidlice a prachovce, místy fylitické, které obsahují polohy písčitých sedimentů, křemenců, drob a také polohy oligomiktních štěrčíkovitých konglomerátů, které obsahují silicity proterozoika, velké množství křemene a jsou tedy mineralogicky zralejší než intraformační slepence proterozoika. V nadloží kambria pak spočívají patrně bazální ordovické sedimenty tzv. lipoltických vrstev, které představují na bázi pískovce, místy až konglomeratické (exk. lok. 5. – lom Chrtníky), místy přecházejí do poloh bohatších kyselými vulkanity a s vyšším podílem živců nabývají charakteru arkózovitých pískovců až tufitických pískovců s podílem litoklastů kys. vulkanitů. Lipoltické vrstvy tvoří na obr. 1 jen tenký lem kambria ve východní a jižní části kambria. Vyšší části ordovického sledu jsou zastoupeny už silněji metamorfovanými tmavými fylitickými břidlicemi s polohami křemenců (kvarcitů), které jsou litologicky podobné vyššímu ordoviku pražské pánve. Označovány jsou v literatuře jako míčovské vrstvy, podle stejnojmenné vesnice (lok. č. 6). Táhnou se v-z. směrem od Slatiňan směrem k Západu a tvoří významný morfologický
Obr. 1: Zjednodušená geologická mapa Železných hor (podle map 1: 200 000, Hradec Králové a Jihlava).
stupeň, jelikož jsou odolnější než kambrické břidlice. V nejjižnější části se stýkají s komplexem kyselých až intermediálních vulkanitů tzv. lukavické skupiny, jejichž ordovické stáří zatím nebylo spolehlivě prokázáno. V úzkém pruhu mezi Prachovicemi a Vápenným Podolem je v patrně
tektonicky omezeném bloku zachován i paleontologicky doložený přechod silurských černých břidlic a vápenců do světlejších a čistších vápenců spodnodevonských (exk. lok. č. 7).
e) Železnohorský pluton tvoří trojúhelníkovité těleso v jižní části Železných hor. I když spolehlivá stáří jednotlivých typů granitoidů zatím chybí, není pochyb, že jde o těleso variského stáří, ca 350-340 Ma staré, které je svojí pozicí i vývojem podobné středočeskému plutonu. Jde podobně jako u SCP o silně diferencované těleso. Drobnější masivy gaber jsou uzavírány v komagmatických granitech nebo granodioritech. Větší část plutonu tvoří křemenné diority a granodiority, patrně rovněž dvojího stáří. V severní části pak vystupují načervenalé granity (křižanovická, žamberecká žula), přecházející místy až do subvulkanických facií granitotých porfyritů. Zástupce hornin železnohorského plutonu uvidíme v lomu Ctětínek j. od Nasavrk (exk. lok. č. 8).
f)
Platformní pokryv tvoří relikt červených pískovců, slepenců a prachovců zachovaný u Kraskova u Seče, který je patrně pokračováním patrně tzv. jihlavské brázdy, která vznikla podle přibyslavské mylonitové zóny a na níž vznikly, podobně jako na jiných zlomových strukturách ssv. – jjz. směru asymetrické příkopové svrchnokarbonsko spodnopermské pánve. Stáří sedimentů u Kraskova odpovídá patrně spodnímu permu (autunu). Daleko významnější z hlediska plochy je však pokryv svrchnokřídových sedimentů, které diskordantně nasedají na různé horniny krystalinického a zvrásněného proterozoického a paleozoického podkladu Železných hor. Podobně jako na Kolínsku i Kutnohorsku je na řadě míst zejména v sv. části Železných hor, ale i z. od železnohorského zlomu, známa řada lokalit, kde je zachována tzv. příbojová facie, tj. hrubozrnné konglomeráty, doprovázené výskyty přisedlých organismů s odolnými schránkami, které dokládají, že jde původní břežní linii cenomanského případně turonského moře. Proto jsou bazální části křídy velice pestré. Někde dominují křemenné pískovce, slepence, konglomeráty tmelené křemitým tmelem, jinde naopak převažují sedimenty bohaté karbonáty (spongilitické vápnité pískovce a opuky, písčité vápence apod.). Sedimenty peruckých vrstev jsou poměrně zřídka zachovány. Na bázi bývají často korycanské pískovce nebo jejich vápnitější ekvivalenty, případně útesové facie. Na jiných místech došlo ke křídové záplavě podloží až v turonu, kdy sedimentovaly vápníkem bohaté facie bělohorského souvrství. Na řadě míst jsou na podložních horninách fundamentu též váté písky pleistocenního stáří a samozřejmě též různé mocnosti kvartérních sedimentů.
Exkurzní lokality: Jednotlivé exkurzní lokality jsou vyznačeny na přehledné topografické mapce (obr. 2) i na zjednodušené geologické mapě obr. 1.
Obr. 2. Topografická mapa okolí Železných hor s vyznačením exkurzních lokalit
Lokalita č. 1: Týnec nad Labem – výchozy na úpatí svahu na pravém břehu Labe v délce několik set metrů.
Na izolovaných drobnějších výchozech lze od z. k východu vidět: a) kontakt px-amf gabra (až metagabra) s tmavými neoproterozoickými břidlicemi, které jsou v úzké zóně přeměněny až na masivní cordieriticko-biotitické rohovce, které již mají špatně zachovalou vrstevnatost, b) masivní gabro v zahradě domu se zachovalými ložními puklinami, c) kontaktem méně postižené černé pyritické břidlice neoproterozoika, které byly předmětem těžby pyritu, d) výrazněji metamorfované msk-bt-+-granátické svory, které se střídají s masivnějšími btt metadrobami. Tyto horniny představují tektonicky oddělenou šupinu výše metamorfovaných hornin, které spočívají v nadloží neoproterozoického komplexu, do kterého intrudovalo patrně kambro-ordovické gabro.
Foto 1: Výchoz černých pyritických břidlic neoproterozoika. Týnec na Labem.
Úkoly: 1. Proveďte si dokumentaci jednotlivých výchozů, stručný popis litologie, změřte úložní poměry všech patrných strukturních prvků zejména směr sklonu foliace, příp. kliváže, lineace. 2. Udělejte si fotografii výchozu nebo jeho stručný náčrtek, vyznačte si světové strany, abyste horniny mohli lokalizovat v prostoru.
Lokalita č. 2: Chvaletice – činný lom na jižním okraji Chvaletic – biotitická chvaletická žula (kambroordovického stáří), místy silně usměrněna, lokalizované poruchové zóny s alterací
Foto 2: Chvaletice činný lom j. od města. K východu ukloněné křehké poruchové zóny ve chvaletickém granitu. Západní stěna dolní etáže lomu. Úkoly: 1.Popište si na balvanech nebo stěně lomu nezvětralé partie chvaletické žuly. 2. Změřte si směr sklonu poruchových zón. 3. Prohlédněte si a popište alterační zóny v granitu.
Lokalita č. 3: Výchozy v lese na severním a severovýchodním okraji Litošic, hruborznné litošické polymiktní slepence s valouny různých typů hornin, dále k severu výchoz bazaltu a v jeho nadloží aglomerátové vulkanoklastikum (patrně uloženiny laharu s– opracovanými litoklasty vulkanických hornin).
Foto 3: Hrubozrnné polymiktní konglomeráty (litošické slepence s velkým množstvím valounů granitoidních hornin.
Úkoly: 1. Charakterizujte sedimentologicky a petrograficky litošické slepence, z volných valounů se pokuste zjistit o jaké horniny jde.
Lokalita č. 4: Zašlý lom a výchozy v jeho okolí na jz. okraji obce Brloh, výchozy kambrických senických vrstev a příbojová facie křídy s hrubozrnnými klastiky.
Foto 4: Blokové příbojové sedimenty na bázi křídy, údolí potoka na j.okraji obce Brloh
Úkoly: 1. Zdokumentujte si balvany podložních hornin, které jsou součástí příbojové facie křídy. 2. Na okolních výchozech v korytě potoka a na svazích zjistěte směr sklonu a sklon kambrický senických vrstev.
Lokalita č. 5: Lom Chrtníky: V lomu je možno pozorovat: žílu paleozoického, slabě přeměněného amf-px metadiabasu, který proráží patrně ordovické břidlice a pískovce lipoltických vrstev, místy
konglomeratické. Sedimenty jsou dobře pozorovatelné v pravé stěně lomu. V severní a sv. stěně jsou v diabasech patrné erozní kanály vyplněné blokovými sedimenty, které představují bazi křídy. Zcela vyplněný kanál je překryt vápnitými sedimenty bohatými na zkameněliny pravděpodobně
Foto 5: Jeden z erozních kanálů v paleozoickém diabasu, vyplněný dobře opracovanými bloky většinou diabasového složení. V horní části zaplněný mladšími křídovými vápnitými sedimenty. Severní stěna lomu Chrtníky.
Úkoly: 1. Zdokumentujte si nákresem erozní kanály a jejich paleontologickou výplň, 2. Popište si žílu bazaltu. 3. V pravé části lomu si zdokumentujte výchozy lipoltických vrstev ordoviku.
Lokalita č. 6: Zašlý lůmek v serpentinách silnice z Vyžic do Míčova z. od Prachovic. Střídání lavic kvarcitů a tmavých šedočerných břidlic ordoviku (patrně ekvivalenty svrchního ordoviku (dobrotiv až kosov)
Foto č. 7: Mocná lavice křemenců, které se střídají s tmavými fylitickými břidlicemi, zašlý lůmek u silnice z Vyžic do Míčova, ordovik (? dobrotiv až kosov)
Úkol. 1. Popište si horniny a změřte uložení jejich vrstevnatosti
Lokalita č. 7: Lom prachovické cementárny – černé břidlice svrchního siluru a vápence spodního devonu.
Foto č. 8: Lom cementárny v Prachovicích. Tmavé silurské břidlice a vápence s přechody do světlejších devonských vápenců.
Úkoly – Pokuste se nakreslit případně fotograficky zdokumentovat stavbu siluru a devonu v dostupné části lomu. Změřte si úklony vrstevnatosti vápenců a černých břidlic.
Lokalita č. 9: lom Ctětínek u Nasavrk- variské granitoidy železnohorského plutonu Úkoly: 1.Popište si strukturu a texturu granitu, zjistěte,zda má matrix nebo vyrostlice přednostní orientaci, pokud ano změřte si jak magmatickou foliaci, tak i lineaci.
Beneš, K., 1963. Drobně tektonická analýza Železných hor. Sbor. geol. Věd, řada G, G1, 43-75. Culek, A., 1943. Algonkické slepence s žulovými valouny v Železných horách. Zprávy geol. ústavu pro Čechy a Moravu, 13. Doporučená literatura:
Fiala, F. & Svoboda, J., 1956. Probém subkambria a subkambrického zalednění v Železných horách. Sbor. Ústř. Úst. geol., Geol., 23, 257-287.
Fiala, F., 1951. Příspěvek k poznání tzv. algonkických slepenců ze sz. části Železných hor. Sbor. Ústř. Úst. geol., Geol., 18, 117-151. Fiala, F., 1966. Some results of the recent investigation of the algonkian volcanism in the Barrandian and the Železné hory areas. In: Paleovolcanites of the Bohemian Massif (eds Fediuk, F. & Fišera, M.), pp. 9-29. Fiala, F., 1978. Proterozoic and Early Palaeozoic volcanism of the Barrandian - Železné hory zone. Sbor. geol. Věd, řada G, 31. Fiala, F., 1988. Upper Proterozoic volcanism in the Barrandian and Železné Hory Areas. In: Precambrian in younger fold belts (eds Zoubek V., Cogné, J., Kozhoukharov, D. & Kräutner, H. G.), pp. 85-99, Wiley and Sons, Chichester. Goldbachová, Z. & Svoboda, J., 1930. Zpráva o nálezu graptolitů v siluru Železných hor u Vápenného podola. Věst. Stát. geol. Úst., 6. Havlíček, V. & Šnajdr, M., 1951. O střednokambrické a ordovické fauně Železných hor. Věst. Ústř. Úst. geol., 26. Havlíček, V., 1949. Paleontologický důkaz kambria v Železných horách. Věst. Stát. Geol. Úst., 24. Havlíček, V., 1951;. Předběžná zpráva o stratigrafii kambria v Železných horách. Věst. Stát. Geol. Úst., 24, 331-335. Cháb, J., 1993. General problems of the Teplá Barrandian Precambrian, Bohemian Massif, the Czech Republic. Věst. Ústř. Úst. geol., 68, 1-6. Cháb, J., Bouška, V., Jelínek, E., Pačesová, M. & Povondra, P., 1982. Petrology and geochemistry of the Upper Proterozoic Fe-Mn deposit Chvaletice (Bohemia, Czechoslovakia). Sbor. geol. Věd.,, 23, 9-68. Pertold, Z., 1964. K tetonickému styku proterozoické-barrandiensko-železnohorské zóny. Čas. Mineral. geol., 9, 441-451. Pertold, Z., Watkinson, D. H. & Novotny, L., 1993. Hydrothermal Alteration in Volcanic-Rocks, Eastern Part of the Lukavice Group, Zelezne Hory Mountains, Czech-Republic. Mineralium Deposita, 28(3), 210-216. Scharbert, S., 1987. Rb-Sr analysen des Tonalit und granits von der lokalität Křižanovice (Železné hory). Čas. Mineral. Geol., 32, 411-412. Slavík, F., 1942. Bazické vyvřeliny severních Železných hor. Věst. Čs. spol. nauk math. přír. vědy, 8. Svoboda, J. & Fiala, F., 1956. Geologicko-petrografické poměry algonkia mezi Telčicemi a Týncem nad Labem v Železných horách. Sbor. Ústř. Úst. geol.,, 23, 479-531. Šnajdr, M., 1956. Poznámky ke stratigrafii kambria ve skryjské oblasti a v Železných horách. Věst. Ústř. Úst. geol., 31, 53-56. Vachtl, J., 1972. Subvulkanity hlinecké zóny v jv. části Železných hor. Čas. Mineral. Geol., 17(3), 247-255. Vachtl, J., 1979. Geostrukturní poměry nasavrckého masivu (Železné hory). Věst. Ústř. Úst. geol., 54(1), 1-10.
